[發明專利]一種耐高溫泡沫鋁材料的制備方法

在審

• 申請號: 201811054775.1
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109022875A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 李珉;曹卓坤;于洋;程俊;姚廣春
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C1/08
• 分類號: C22C1/08;C22C21/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

一種耐高溫泡沫鋁材料的制備方法，屬于泡沫金屬材料制備技術領域；制備方法：1)將原料熔化后加入增粘劑對鋁液增粘；2)在發泡腔內，恒定溫度下向鋁液中加入發泡劑，且使其均勻分散；3)均勻分散后將發泡腔密閉并通入惰性氣體，控制發泡腔恒定溫度且恒定壓力，直至泡沫體達到最大膨脹高度；4)保持發泡腔內壓力不變，將泡沫體冷卻至凝固后，釋放壓力，獲得泡沫鋁。本發明方法制備的泡沫鋁，平均孔徑范圍為0.5～2.0mm；制得泡沫鋁耐高溫性能良好。

技術領域

本發明屬于泡沫金屬材料制備技術領域，具體涉及一種耐高溫泡沫鋁材料的制備方法。

背景技術

泡沫鋁是一種以純鋁或鋁合金為基體的多孔金屬材料，是一種低密度的輕量化材料，并具有消聲減振、吸能防爆和電磁屏蔽等多項特性。泡沫鋁的力學性能取決于其基體成分和泡孔結構，常規方法制備的泡沫鋁孔徑為3～8mm，且分布不均?？捉Y構不均造成泡沫鋁的壓縮平臺強度遠低于理論預測值，并存在明顯的分散性。因此，采用新的制備技術改善泡沫鋁孔徑大小和均勻性是推廣泡沫鋁在汽車制造和國防安全等對產品力學性能穩定性有較高要求領域應用的必要條件。

發明內容

針對以上問題，本發明提出一種耐高溫泡沫鋁材料的制備方法，該方法采用正壓發泡增強泡沫體的穩定性，減小了孔結構缺陷對泡沫鋁壓縮強度及其穩定性的不利影響，提升了泡沫鋁的耐高溫性能。

本發明的耐高溫泡沫鋁材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟1，鋁液增粘：

將鋁基原料熔化后，加入增粘劑鈣對鋁液增粘；其中，增粘劑的用量為原料質量的3.5～4.0wt.％；

步驟2，加入發泡劑：

將鋁液置入發泡腔內，在710～720℃溫度下加入發泡劑氫化鈦，并使泡劑在鋁液內均勻分散；

步驟3，正壓發泡：

當發泡劑在鋁液內均勻分散后，迅速將發泡腔密閉并通入惰性氣體，控制發泡腔恒定溫度，且恒定壓力為0.35～0.55MPa，直至泡沫體達到最大膨脹高度；

步驟4，帶壓冷卻：

保持發泡腔內壓力不變，將泡沫體隨發泡腔冷卻，釋放壓力，獲得耐高溫泡沫鋁材料。

上述的耐高溫泡沫鋁材料的制備方法，其中：

所述步驟2中，加入發泡劑的質量為原料質量的0.5～0.8％。

所述步驟4中，制得泡沫鋁的平均孔徑可控范圍為0.5～2.0mm。

本發明的耐高溫泡沫鋁材料的制備方法，與現有技術比較，其優點如下：

在正壓力下，發泡劑分解變慢，泡沫體穩定性增強，達到最大膨脹高度后可長時間保持不塌縮，使操作過程可控性增強；由于重力排液速度與孔徑的平方呈正比，減小氣泡孔徑后可顯著降低重力排液，從而提升產品的成材率；泡沫金屬在作為輕質結構材料應用時的一個顯著缺點是由孔結構的不均勻性造成的力學性能明顯的分散性。采用本發明工藝制得的小孔徑泡沫鋁減小了單個孔結構缺陷對整體力學性能的影響，提高了耐熱性能。

具體實施方式

實施例1

一種耐高溫泡沫鋁材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟1，鋁液增粘：

將鋁基原料熔化后，加入增粘劑鈣對鋁液增粘；其中，增粘劑的用量為原料質量的3.5wt.％；

步驟2，加入發泡劑：

將鋁液置入發泡腔內，在710℃溫度下加入發泡劑氫化鈦，并使泡劑在鋁液內均勻分散；其中，加入發泡劑的質量為原料質量的0.5％；